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公開番号2025108187
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2024001946
出願日2024-01-10
発明の名称冷凍機及びクライオポンプ
出願人アルバック・クライオ株式会社
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類F04B 39/00 20060101AFI20250715BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】より耐摩耗性に優れたコーティング層がディスプレーサ表面に形成された冷凍機とクライオポンプの提供。
【解決手段】冷凍機は、第1段シリンダと第1段シリンダよりも小内径に構成され第1段シリンダに連結された第2段シリンダとを有する冷凍機シリンダと、第1段シリンダの内部に配置された第1段ディスプレーサと第1段ディスプレーサの内部に配置された第1段蓄冷器と第1段ディスプレーサよりも小外径に構成され第2段シリンダの内部に配置され第1段ディスプレーサに連結された第2段ディスプレーサと、第2段ディスプレーサの内部に配置された第2段蓄冷器と、第1段ディスプレーサ及び第2段ディスプレーサを冷凍機シリンダの中心軸線に沿った方向に往復移動させる往復移動機構を具備する。第2段ディスプレーサの外周面に非フッ素系のコーティング層が形成され、コーティング層と第2段シリンダとの間にクリアランスが設けられている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
筒状の第１段シリンダと、前記第１段シリンダよりも小内径に構成され、前記第１段シリンダに連結された筒状の第２段シリンダとを有する冷凍機シリンダと、
前記第１段シリンダの内部に配置された筒状の第１段ディスプレーサと、
前記第１段ディスプレーサの内部に配置された第１段蓄冷器と、
前記第１段ディスプレーサよりも小外径に構成され、前記第２段シリンダの内部に配置され、前記第１段ディスプレーサに連結された筒状の第２段ディスプレーサと、
前記第２段ディスプレーサの内部に配置された第２段蓄冷器と、
冷却ガスが内部に導入された前記冷凍機シリンダにおいて、前記第１段ディスプレーサ及び前記第２段ディスプレーサを前記冷凍機シリンダの中心軸線に沿った方向に往復移動させる往復移動機構とを
具備し、
前記第２段ディスプレーサの外周面に非フッ素系のコーティング層が形成され、
前記コーティング層と、前記第２段シリンダとの間にクリアランスが設けられた
冷凍機。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
請求項１に記載された冷凍機であって、
前記コーティング層は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン、炭化チタン、セラミック、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の少なくとも１つを含む
冷凍機。
【請求項３】
真空槽内の気体を真空排気するクライオポンプであって、
請求項１または２に記載された冷凍機と、
前記冷凍機によって冷却され、前記真空槽内の気体を凝縮もしくは吸着して除去する冷却板とを具備する
クライオポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機及びクライオポンプに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
極低温の環境下においては、潤滑油が低温で固体になるため、冷凍機においてはオイルシールを使用することができない。そのため、シール材としては、無潤滑環境で相手材と接触し、一定の面圧をかけても潤滑性があり、耐摩耗性に優れる有機フッ素化合物が使用される場合がある。
【０００３】
例えば、冷凍機を用いたクライオポンプにおいては、冷凍機シリンダと２段ディスプレーサとは、同材料で構成されており、その材質に例えばステンレスを採用している。冷凍機シリンダと２段ディスプレーサとの間は、室温から低温までコンダクタンスが小さい状態を維持させるため、所定のクリアランスが設けられている。そして、狭いクリアランスで隔てられた、冷凍機シリンダと２段ディスプレーサとがステンレス同士であると摺動性が悪いため、ディスプレーサ表面に耐摩耗性に優れた、エチレン／テトラフルオルエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、フッ素樹脂等の有機フッ素化合物をコーティングしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－１４４４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の冷凍機においては、冷凍機シリンダと２段ディスプレーサとが狭いクリアランスで隔てて配置されているため、より耐摩耗性に優れたコーティング層をディスプレーサ表面に形成することが求められている。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、より耐摩耗性に優れたコーティング層がディスプレーサ表面に形成された冷凍機と、この冷凍機を用いたクライオポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る冷凍機は、
筒状の第１段シリンダと、前記第１段シリンダよりも小内径に構成され、前記第１段シリンダに連結された筒状の第２段シリンダとを有する冷凍機シリンダと、
前記第１段シリンダの内部に配置された筒状の第１段ディスプレーサと、
前記第１段ディスプレーサの内部に配置された第１段蓄冷器と、
前記第１段ディスプレーサよりも小外径に構成され、前記第２段シリンダの内部に配置され、前記第１段ディスプレーサに連結された筒状の第２段ディスプレーサと、
前記第２段ディスプレーサの内部に配置された第２段蓄冷器と、
冷却ガスが内部に導入された前記冷凍機シリンダにおいて、前記第１段ディスプレーサ及び前記第２段ディスプレーサを前記冷凍機シリンダの中心軸線に沿った方向に往復移動させる往復移動機構とを具備する。
前記第２段ディスプレーサの外周面に非フッ素系のコーティング層が形成され、
前記コーティング層と、前記第２段シリンダとの間にクリアランスが設けられている。
【０００８】
このような冷凍機によれば、より耐摩耗性に優れたコーティング層がディスプレーサ表面に形成された冷凍機が提供される。
【０００９】
上記の冷凍機においては、
前記コーティング層は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン、炭化チタン、セラミック、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の少なくとも１つを含んでもよい。
【００１０】
このような冷凍機によれば、より耐摩耗性に優れたコーティング層がディスプレーサ表面に形成された冷凍機が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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